Dabei haben sich die technischen Rahmenbedingungen in den vergangenen Jahren erheblich verändert. Während für knapp 1 PByte Bruttokapazität vor einigen Jahren noch 60 Enterprise-Festplatten mit jeweils 16 TByte erforderlich waren, sind inzwischen CMR-HDDs mit 32 TByte regulär erhältlich; Seagate listet darüber hinaus Exos-M-Modelle mit bis zu 36 TByte. Damit lässt sich dieselbe Kapazität mit erheblich weniger Laufwerken bereitstellen.

HDDs bleiben deshalb vor allem dort interessant, wo große Datenmengen dauerhaft online verfügbar sein sollen und geringe Kosten pro TByte wichtiger sind als minimale Latenzen. SSDs beziehungsweise NVMe-Laufwerke übernehmen dagegen zunehmend performancekritische Aufgaben. In modernen Storage-Architekturen ergänzen sich beide Technologien häufig.

Nicht nur Euro pro TByte

Bei Speichersystemen gehören die Anschaffungskosten weiterhin zu den wichtigsten Auswahlkriterien. Für Systeme, die rund um die Uhr betrieben werden, reicht der Blick auf Euro pro TByte allein jedoch nicht mehr aus.

Jedes Watt elektrischer Leistungsaufnahme verursacht laufende Kosten und wird letztlich nahezu vollständig als Wärme an die Umgebung abgegeben. Das Rechenzentrum muss diese Abwärme wiederum abführen. Zusätzlich spielen Rackfläche, Stromversorgung, Kühlung und gegebenenfalls die verfügbare Leistung pro Rack eine Rolle.

Statt nur die absolute Leistungsaufnahme zu betrachten, ist deshalb die Kennzahl Watt pro TByte besonders interessant. Steigt die Kapazität eines einzelnen Laufwerks bei vergleichbarer Leistungsaufnahme, verbessert sich automatisch die Energieeffizienz des gesamten Storage-Pools.

Ein System mit einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von beispielsweise 480 Watt benötigt bei durchgehendem Betrieb rund:

0,48 kW × 24 Stunden × 365 Tage = 4.205 kWh pro Jahr.

Wie teuer dieser Betrieb tatsächlich ist, hängt neben dem Strompreis auch von der Effizienz der Rechenzentrumsinfrastruktur ab.

HDDs werden immer dichter

Der größte Unterschied gegenüber früheren Storage-Generationen liegt in der Kapazität der einzelnen Festplatten.

Aktuelle Enterprise-HDDs erreichen deutlich mehr als die früher verbreiteten 12 bis 16 TByte. Seagate bietet beispielsweise Exos-Laufwerke mit 24, 28, 30 und 32 TByte an und führt inzwischen auch 36-TByte-Modelle auf Basis seiner HAMR-Technologie. Die 32-TByte-Modelle werden seit Anfang 2026 regulär über Distributions- und Vertriebskanäle angeboten.

Toshiba verfolgt mit seiner MG11-Serie einen etwas konservativeren Ansatz und bietet Enterprise-CMR-HDDs bis 24 TByte sowie mit der MA11-Serie SMR-Laufwerke bis 28 TByte. Die 24-TByte-MG11 arbeitet mit 7200 U/min und ist sowohl mit SATA als auch SAS erhältlich.

Für die Speicherdichte hat diese Entwicklung erhebliche Auswirkungen. Das frühere Beispiel

60 × 16 TByte = 960 TByte

benötigte nahezu ein vollständiges 60-Bay-JBOD für ein PByte Bruttokapazität.

Mit 32-TByte-Laufwerken wären rechnerisch bereits

32 × 32 TByte = 1,024 PByte

ausreichend. Ein mit 60 solcher Laufwerke bestücktes Gehäuse käme sogar auf 1,92 PByte Bruttokapazität.

Die tatsächlich nutzbare Kapazität fällt je nach Redundanzverfahren selbstverständlich geringer aus.

SATA oder SAS?

Enterprise-HDDs stehen weiterhin mit SATA- und SAS-Schnittstellen zur Verfügung. SATA eignet sich insbesondere für kapazitätsorientierte Storage-Systeme, bei denen Kosten und Energieverbrauch im Vordergrund stehen.

SAS bietet dagegen unter anderem Dual-Port-Fähigkeit und eignet sich dadurch besonders für hochverfügbare Storage-Architekturen mit redundanten Controllern und Multipathing.

Der Energieunterschied ist zwar nicht riesig, kann sich bei vielen Laufwerken aber summieren. Toshiba gibt beispielsweise für die aktuelle 24-TByte-MG11 eine typische Leistungsaufnahme im Betrieb von 9,2 Watt für das SATA-Modell und 9,6 Watt für die SAS-Version an.

Die Entscheidung sollte deshalb nicht allein nach dem Interface erfolgen, sondern anhand der benötigten Verfügbarkeit, Storage-Architektur und Performance.

Ein PByte benötigt heute deutlich weniger Laufwerke

Ein interessantes Beispiel für die Entwicklung liefert ein älterer Labortest mit einem 60-Bay-JBOD von AIC. Das vier Höheneinheiten große System wurde vollständig mit 60 Enterprise-HDDs zu jeweils 16 TByte bestückt und stellte damit 960 TByte Bruttokapazität bereit.

Das leere JBOD nahm in diesem Test rund 80 Watt auf. Anschließend untersuchten die Tester unterschiedliche sequenzielle und zufällige Workloads.

Diese Werte sind heute nicht mehr als Benchmark für aktuelle Hardware zu verstehen. Sie zeigen jedoch gut, welchen Anteil Festplatten, SAS-Expander und Gehäuseelektronik an der Gesamtleistungsaufnahme haben.

Historische Messwerte des 60-Bay-Systems

Bei direkter paralleler Nutzung aller 60 Laufwerke ergaben sich folgende Werte:

Workload	Leistungsaufnahme	IOPS	Bandbreite
Sequenzielles Schreiben	445 W	-	1900 MByte/s
Sequenzielles Lesen	500 W	-	2100 MByte/s
Zufälliges Schreiben	445 W	23.000	-
Zufälliges Lesen	470 W	7.600	-
Gemischter Workload	475 W	1.800	550 MByte/s

Das System blieb damit selbst mit 60 aktiv betriebenen Festplatten bei höchstens rund 500 Watt Leistungsaufnahme.

Der interessante Punkt ist aus heutiger Sicht weniger die absolute 500-Watt-Grenze als die Speicherdichte: Aktuelle Festplatten können in derselben Anzahl von Einschüben erheblich mehr Kapazität bereitstellen.

Energieeffizienz aktueller HDD-Systeme

Auch aktuelle Messungen zeigen, wie stark die Speicherdichte pro Watt inzwischen gestiegen ist. Toshiba hat beispielsweise ein vollständig bestücktes 60-Bay-Promise-VTrak-J5960 mit 24-TByte-MG11-Festplatten untersucht. Ein solches System stellt 1,44 PByte Bruttokapazität bereit. Toshiba untersucht dabei inzwischen ausdrücklich intelligente Energiesparmechanismen, die Laufwerke bei geringer Aktivität in sparsamere Betriebszustände versetzen.

Die Entwicklung zeigt damit einen entscheidenden Trend: Nicht unbedingt der Energiebedarf eines einzelnen Laufwerks sinkt dramatisch, sondern immer mehr Daten lassen sich mit einer ähnlichen Anzahl von Laufwerken und damit einer ähnlichen Infrastruktur speichern.

Genau diese höhere Kapazität pro Spindel verbessert die Kennzahl Watt/TByte.

Seagate spricht bei seinen aktuellen Exos-Generationen von einer bis zu dreifach höheren Energieeffizienz pro TByte gegenüber älteren Plattformen. Die höheren Kapazitäten sollen insbesondere bei KI-, Big-Data- und Cloud-Workloads die Kosten für Rackspace, Energie und Kühlung reduzieren.

Performance bleibt eine Frage des Workloads

Bei der Auswahl einer Storage-Technologie darf Energieeffizienz allerdings nicht isoliert betrachtet werden.

Eine HDD erreicht heute hohe sequenzielle Transferraten, bleibt aber bei zufälligen Zugriffen mechanisch begrenzt. Eine aktuelle Toshiba MG11 erreicht laut Datenblatt beispielsweise bis zu 309 MByte/s sequenziellen Datendurchsatz.

Für hohe IOPS-Zahlen oder sehr geringe Latenzen sind SSDs und insbesondere NVMe-Speicher deutlich überlegen.

Das bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass große HDD-Pools verschwinden. In vielen Infrastrukturen entsteht stattdessen eine mehrstufige Architektur:

NVMe → SSD → HDD → gegebenenfalls Object- oder Archive-Storage

Häufig benötigte oder latency-sensitive Daten liegen auf schnellem Flash-Speicher, während große Datenbestände auf kostengünstigeren HDDs verbleiben.

Gerade für KI stellt sich diese Frage zunehmend. Training und Inferenz verlangen hohe Durchsätze, gleichzeitig entstehen große Mengen an Rohdaten, Trainingsdaten, Checkpoints und Ergebnissen, die nicht permanent auf teurem NVMe-Speicher liegen müssen.

Seagate positioniert seine aktuellen Exos-Laufwerke deshalb ausdrücklich auch für KI-, Big-Data- und Hyperscale-Workloads.

RAID bleibt wichtig – aber nicht allein

Im ursprünglichen Testszenario wurden die 60 HDDs unter anderem zu einem RAID-10-Verbund zusammengefasst. Daraus entstanden bei 60 × 16 TByte insgesamt 480 TByte nutzbare Kapazität.

Auch dort blieb die Leistungsaufnahme unter 500 Watt:

Workload	Leistungsaufnahme	IOPS	Bandbreite
Sequenzielles Schreiben	425 W	-	3900 MByte/s
Sequenzielles Lesen	460 W	-	6200 MByte/s
Zufälliges Schreiben	445 W	9.800	-
Zufälliges Lesen	480 W	12.000	-
Gemischter Workload	465 W	2.700	790 MByte/s
Windows Copy	430 W	-	320 MByte/s

Klassische RAID-Verfahren spielen weiterhin eine Rolle. Mit steigender Festplattenkapazität verändert sich jedoch die Risikoabwägung.

Fällt beispielsweise eine 30- oder 32-TByte-HDD aus, müssen bei einem Rebuild entsprechend große Datenmengen gelesen und rekonstruiert werden. Die Wiederherstellungsdauer und die Belastung der verbleibenden Laufwerke gewinnen dadurch an Bedeutung.

Bei großen Storage-Clustern kommen deshalb zunehmend andere Redundanzmodelle hinzu, beispielsweise:

• RAID-Z2 oder RAID-Z3,
• Erasure Coding,
• verteilte Object-Storage-Systeme,
• Replikation über mehrere Nodes oder Standorte.

Entscheidend ist nicht nur die theoretisch verfügbare Netto-Kapazität, sondern auch, wie sich ein System bei Laufwerks-, Controller-, Node- oder Standortausfällen verhält.

Software-defined Storage und ZFS

Auch Software-defined Storage ist inzwischen stärker verbreitet als zum Zeitpunkt des ursprünglichen Tests.

Damals bildeten die 60 HDDs unter anderem einen ZFS-Pool, der mit Open-E JovianDSS verwaltet wurde. Der Energiebedarf blieb auch bei diesem Testszenario unterhalb der 500-Watt-Marke.

ZFS ist weiterhin eine interessante Grundlage für große Storage-Systeme. Aktuelle JovianDSS-Versionen unterstützen unter anderem Mirrors, RAID-Z1 bis RAID-Z3, Checksummen, Selbstheilung, Snapshots, Thin Provisioning, Kompression sowie verschiedene Cache- und Special-Device-Konzepte. Darüber hinaus unterstützt die Plattform iSCSI, NFS, SMB, Fibre Channel und NVMe-oF.

Gerade hybride Architekturen sind interessant: Große HDD-Pools stellen kostengünstige Kapazität bereit, während RAM sowie SSD- oder NVMe-Laufwerke als Cache, Log oder Special Device verwendet werden können.

Open-E nennt dabei unter anderem ARC, L2ARC und SLOG als Mechanismen zur Beschleunigung entsprechender ZFS-Systeme.

Auch das Netzwerk muss mithalten

Mit steigender Storage-Kapazität verlagert sich der Flaschenhals häufig.

Ein einzelnes modernes Enterprise-Laufwerk erreicht bereits mehrere hundert MByte/s sequenziellen Durchsatz. Werden Dutzende HDDs parallel angesprochen oder SSD-/NVMe-Caches eingesetzt, reichen klassische Gigabit-Verbindungen nicht mehr aus.

Aktuelle Storage-Plattformen setzen deshalb auf 10, 25, 40, 100 oder teilweise 200 GBit/s Ethernet sowie Fibre Channel oder NVMe-oF. Open-E nennt für JovianDSS beispielsweise Ethernet bis 200 GBit/s.

Bei der Planung des Gesamtsystems müssen daher Laufwerke, Controller, SAS-Expander, CPU, Arbeitsspeicher und Netzwerk aufeinander abgestimmt sein. Eine hohe theoretische HDD-Performance bringt wenig, wenn Controller oder Netzwerk den Durchsatz begrenzen.

Stromsparen durch Power States

Ein weiteres aktuelles Thema ist die dynamische Leistungsaufnahme.

Ein Storage-System läuft zwar typischerweise 24/7, aber nicht jedes Laufwerk muss permanent dieselbe Leistung aufnehmen. Bei Archiv-, Backup- oder Object-Storage-Workloads können große Teile eines Pools zeitweise wenig oder gar nicht genutzt werden.

Hersteller entwickeln deshalb Mechanismen, um die Leistungsaufnahme in solchen Phasen zu reduzieren. Promise kombiniert bei seinem VTrak J5960 beispielsweise verschiedene Drive-Power-Policies mit Toshibas MG11-HDDs und untersucht dabei explizit das Verhältnis zwischen Energieeinsparung, Performance und Verfügbarkeit.

Für Administratoren ist dabei allerdings Vorsicht geboten: Häufiges Ein- und Ausschalten von Laufwerken kann Auswirkungen auf Zugriffszeiten, Rebuilds und das Betriebsverhalten eines Storage-Pools haben. Energiesparmechanismen sollten daher immer zum jeweiligen Workload passen.

CMR, HAMR, MAMR und SMR

Die steigenden Festplattenkapazitäten werden auch durch neue Aufzeichnungsverfahren ermöglicht.

Toshibas aktuelle MG11 verwendet FC-MAMR und erreicht damit bis zu 24 TByte bei klassischer CMR-Struktur. Die MA11 kombiniert die Plattform mit SMR und erreicht bis zu 28 TByte.

Seagate setzt bei seiner Mozaic-Plattform auf HAMR. Damit bietet der Hersteller inzwischen 32-TByte-CMR-Laufwerke regulär an und hat die Plattform auf 36 TByte erweitert.

CMR-Laufwerke lassen sich weitgehend wie klassische Festplatten betreiben. SMR erhöht dagegen durch überlappende Spuren die Speicherdichte, stellt aber höhere Anforderungen an Schreibmuster und Storage-Software.

Für beliebige Enterprise-Workloads sind CMR und SMR deshalb nicht ohne Weiteres austauschbar.

Kapazität allein reicht nicht

Bei einer modernen Storage-Beschaffung sollten Administratoren daher nicht mehr nur fragen:

Wie viel kostet ein TByte?

Ebenso wichtig sind heute:

Wie viele Watt benötigt ein TByte?

Wie viele TByte passen in eine Höheneinheit?

Wie hoch ist die nutzbare Kapazität nach Redundanz?

Wie lange dauert ein Rebuild?

Welche Performance liefert das System unter realer Last?

Welche Ausfallbereiche bestehen?

Welche Auswirkungen haben Cache, Netzwerk und Controller?

Und zunehmend:

Wie viel Energie und Kühlleistung benötigt das Gesamtsystem über seine Lebensdauer?

Damit wird die Storage-Auswahl zu einer TCO-Betrachtung, bei der Anschaffungspreis, Energie, Rackspace, Netzwerk, Kühlung und Betriebsaufwand zusammengehören.

Ein PByte unter 500 Watt ist nicht mehr die eigentliche Herausforderung

Die zentrale Aussage des ursprünglichen Tests lautete, dass sich nahezu ein PByte HDD-Storage mit weniger als 500 Watt betreiben lässt. Das war mit 60 × 16-TByte-HDDs und 960 TByte Bruttokapazität tatsächlich möglich.

2026 hat sich die Fragestellung verschoben.

Mit aktuellen 32-TByte-Festplatten benötigt ein PByte brutto nur noch etwa halb so viele Laufwerke. Gleichzeitig lassen sich bei unveränderter Anzahl von 60 Einschüben fast zwei PByte bereitstellen.

Der technische Fortschritt zeigt sich daher weniger darin, dass eine einzelne HDD plötzlich fast keinen Strom mehr benötigt. Vielmehr steigt die gespeicherte Datenmenge pro Laufwerk und pro Watt.

Genau dies ist angesichts wachsender KI-, Cloud-, Backup- und Analytics-Datenbestände entscheidend.

Fazit

Online-Storage wächst weiter – und mit ihm die Bedeutung der Energieeffizienz.

HDDs sind trotz SSD und NVMe keineswegs überholt. Für große Online-Datenbestände bieten sie weiterhin ein attraktives Verhältnis aus Kapazität, Kosten und Leistungsaufnahme. Moderne Enterprise-Laufwerke mit 24 bis 32 TByte – und erste Plattformen darüber hinaus – reduzieren die benötigte Anzahl von Laufwerken und verbessern dadurch Speicherdichte und Energieeffizienz.

Gleichzeitig reicht es heute nicht mehr, einfach möglichst viele HDDs in ein JBOD zu stecken. Administratoren sollten das Gesamtsystem betrachten: HDD- oder SSD-Technologie, RAID beziehungsweise Erasure Coding, Software-defined Storage, Caching, Netzwerk, Rebuild-Verhalten und Kühlung.

Der alte Richtwert „1 PByte mit weniger als 500 Watt“ bleibt als technischer Vergleich interessant. Die wichtigere Kennzahl für moderne Storage-Infrastrukturen lautet jedoch zunehmend:

Wie viele nutzbare TByte bekomme ich pro Watt, Höheneinheit und Euro – ohne dabei Performance, Verfügbarkeit und Wiederherstellbarkeit zu opfern?